JP2535614B2 - 直交２軸移動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば、アームの一端部を、このアーム
が延出する一方の軸と、この一方の軸に直交する他方の
軸の２軸を有する平面内で任意の位置に移動させること
の出来る直交２軸移動装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、アームの一端部を、このアームが延出する
一方向と、この一方向に直交する他方向の２軸を有する
平面内で任意の位置に移動させることの出来る直交２軸
移動装置は種々知られており、例えば、第７図に示すよ
うに、スライドブロツクａは、互いに直交する第１及び
第２のガイドロツドb,cにより夫々のガイドロツドb,c沿
つて摺動自在に支持されている。また、このスライドブ
ロツクａには、互いに直交する２本のボールねじ軸d,e
が螺合した状態で貫通しており、第１のボールねじ軸ｄ
は、第１のガイドロツドｂの一端に取り付けられた第１
の駆動モータｆにより回転駆動され、第２のボールねじ
軸ｅは、第２のガイドロツドｃの一端に取り付けられた
第２の駆動モータｇにより回転駆動されるように構成さ
れている。

このように構成される従来の直交２軸移動装置にで
は、第２のガイドロツドｃの他端に注目すれば、これ
を、第１及び第２の駆動モータf,gを選択的に駆動制御
することにより、第１及び第２のガイドロツドb,cを含
む平面内において、任意の位置に移動させることが出来
ることになる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の直交２軸移動装置に
おいては、高価なボールねじ軸を２本も使用しているた
め、装置が高価になり問題である。また、上述したコス
ト面での問題点を解決しつつ、例え低速でも良いから、
強い力で重い物品を搬送することの出来る移動装置が要
望されている。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、低コストで、強い力で重い物品を搬送す
ることの出来る直交２軸移動装置を提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発
明に係わる直交２軸移動装置は、一方向に沿つて延出
し、固定された位置に取り付けられた第１のガイド部材
と、この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方
向に沿つて移動可能なスライドブロツクと、前記一方向
と直交する他方向に沿つて延出し、このスライドブロツ
クに他方向に沿つて移動可能に支持された第２のガイド
部材と、前記第１のガイド部材の両端に回動自在に支持
された第１及び第２の従動ローラと、前記第２のガイド
部材の一端に回動自在に支持された第３の従動ローラ
と、前記スライドブロツクの４隅に回動自在に支持され
た中間ローラと、前記第２のガイド部材の他端に両端を
固定され、前記第１乃至第３の従動ローラと、４本の中
間ローラとに十文字状に掛け渡された連結ベルトと、前
記スライドブロツクに取り付けられ、前記４本の中間ロ
ーラの中で、第２のガイド部材の一端部側に位置する２
本の中間ローラを夫々駆動するための第１及び第２の駆
動モータとを具備する事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、前記４本の中間ローラは、歯付きプーリから各々構
成され、前記連結ベルトは、外側面に歯が形成されたタ
イミングベルトから構成され、前記第１乃至第３の従動
ローラは、前記タイミングベルトの平坦な内側面をガイ
ドするアイドルローラから各々構成される事を特徴とし
ている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、一方向
に沿つて延出し、固定された位置に取り付けられた第１
のガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支
持され、一方向に沿つて移動可能なスライドブロツク
と、前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、この
スライドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持され
た第２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に
回動自在に支持され、互いに並設された一対の第１の従
動ローラと、前記第１のガイド部材の他端に回動自在に
支持され、互いに並設された一対の第２の従動ローラ
と、前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持され
た第３の従動ローラと、前記スライドブロツクの４隅に
回動自在に支持された中間ローラと、前記スライドブロ
ツクに取り付けられ、前記他方向に沿い隣接する各対の
中間ローラ間に回転自在に支持された第１及び第２の駆
動ローラと、前記第２のガイド部材の他端に両端を固定
され、前記第１乃至第３のローラと、４本の中間ローラ
とに略十文字状に掛け渡され、前記一方向に沿う中途部
を第１及び第２の駆動ローラで折り返された連結ベルト
と、前記スライドブロツクに取り付けられ、前記第１及
び第２の駆動ローラを回転駆動するための第１及び第２
の駆動モータとを具備する事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、一方向
に沿つて延出し、固定された位置に取り付けられた第１
のガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支
持され、一方向に沿つて移動可能なスライドブロツク
と、前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、この
スライドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持され
た第２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に
回動自在に支持され、互いに並設された一対の第１の従
動ローラと、前記第１のガイド部材の他端に回動自在に
支持され、互いに並設された一対の第２の従動ローラ
と、前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持さ
れ、互いに隣接された一対の第３の従動ローラと、前記
第２のガイド部材の他端に回動自在に支持され、互いに
隣接された一対の第４の従動ローラと、前記スライドブ
ロツクの４隅、及び、これら４隅の中で互いに隣接する
隅間に回動自在に支持された８本の中間ローラと、前記
スライドブロツクの他端部側に両端を固定され、前記第
１乃至第４の従動ローラと、８本の中間ローラとに略十
文字状に掛け渡され、外方に突出する４つの中途部を夫
々折り返された連結ベルトと、前記スライドブロツクに
取り付けられ、前記一方向に沿い離間する３対の中間ロ
ーラの中で、真ん中に位置する一対の中間ローラを回転
駆動するための第１及び第２の駆動モータとを具備する
事を特徴としている。

［実施例］ 以下に、この発明に係わる直交２軸移動装置の第１の
実施例の構成を、組立ロボツトに適用した場合につき、
添付図面の第１図乃至第4D図を参照して、詳細に説明す
る。

第１図に示すように、この組立ロボツト10は、図示し
ない土台上に設置された主モータ12と、この主モータ12
の上部に接続され、垂直軸線回りに回転駆動される駆動
軸14aを上方に向けて突出した状態で備える減速機構14
と、この減速機構14aの駆動軸14aにより垂直軸線回りに
回転駆動される所の、この発明の特徴を成す直交２軸移
動装置（以下、単に、移動装置と呼ぶ。）16と、この移
動装置16の図中左端に取り付けられたフインガ取付板18
と、このフインガ取付板18に取着されたフインガ装置20
とから、主として構成されている。

次に、第２図を参照して、移動装置16の構成を詳細に
説明する。

この移動装置16は、垂直面内で取付板18を任意の位置
に移動することが出来るように構成されており、具体的
には、上述した減速機構14の駆動軸14aの上端に固定さ
れる下固定ブロツクとしての基台22と、この基台22上に
立設（Ｚ軸方向に沿つて延出）された２本の第１のガイ
ドシヤフト24a,24bと、これら第１のガイドシヤフト24
a,24bの上端に固定された上固定ブロツク26とを備えて
いる。そして、これら第１のガイドシヤフト24a,24bが
第１のスライドブツシユ28a,28bを夫々介して貫通した
状態で、スライドブロツク30がＺ軸方向に沿い摺動自在
に支持されている。換言すれば、スライドブロツク30が
一対の第１のガイドシヤフト24a,24bにより、上下方向
（Ｚ軸）に沿つて摺動自在に支持されている。

このスライドブロツク30には、第２のスライドブツシ
ユ32a,32bを夫々介して貫通した状態で、一対の第２の
ガイドシヤフト34a,34bが、水平方向（Ｒ軸方向）に沿
つて摺動自在に支持されている。ここで、これらの第２
のガイドシヤフト34a,34bの一端、即ち、図中右端に
は、右移動ブロツク36が取り付けられており、他端、即
ち、図中左端には、左移動ブロツク38が取り付けられて
いる。尚、上述したフインガ取付板18は、この左移動ブ
ロクツ38の下面に固定されている。

このような構成により、このフインガ取付板18は、互
いに直交するＲ軸及びＺ軸の２軸を含む垂直面内におい
て、任意の位置に移動することが出来ることになる。特
に、この移動装置16は、第１図に示すように、垂直軸回
りに回動駆動される駆動軸14aに取り付けられているの
で、最終的に、このフインガ取付板18、従つて、このフ
インガ取付板18に取り付けられたフインガ装置20は、主
モータ12を中心として所定半径（即ち、Ｒ軸方向ストロ
ーク）内の任意の位置に移動することが出来ることにな
る。

次に、上述した構成において、フインガ取付板18を垂
直面内において任意の位置に移動させるための駆動機構
について説明する。

この駆動機構においては、上述した基台22に取付ステ
イ40を介して、上述した垂直面に直交する軸線回りに回
動自在に第１の従動ローラ42が軸支されており、また、
上述した上固定ブロツク26には、直接に、同様な軸支状
態で回転自在に第２の従動ローラ44が軸支されている。
一方、右移動ブロツク36には、同様な状態で回転自在に
第３の従動ローラ46が軸支されている。

また、上述したスライドブロツク30は、正面略正方形
状に形成され、この４隅には、上述した第１及び第２の
従動ローラ42,44と同様な状態で、４本の中間ローラ48,
50,52,54が回転自在に軸支されている。ここで、第１の
中間ローラ48は図中左上に、第２の中間ローラ50は図中
右上に、第３の中間ローラ52は図中右下に、そして、第
４の中間ローラ54は図中左下に、夫々位置している。

尚、上述した第１乃至第３の従動ローラ42,44,46は、
夫々の外周面を平坦に形成され、第１乃至第４の中間ロ
ーラ48,50,52,54は、夫々の外周面に歯が形成された歯
付きローラから構成されている。

一方、これら第１乃至第３の従動ローラ42,44,46、及
び、第１乃至第４の中間ローラ48,50,52,54には、十文
字状に、連結ベルト56が捲回されている。ここで、この
連結ベルト56は、歯付きタイミングベルトから構成され
ており、この第１の実施例においては、この連結ベルト
56は、歯が形成された面を外側面となるように捲回され
ている。

即ち、詳細には、この連結ベルト56は、左移動ブロツ
ク38に一体的に形成された係止部58の上面に一端を係止
された状態で、先ず、第１の中間ローラ48の内側の外周
面に捲回され、この後、第２の従動ローラ44の外側の外
周面、第２の中間ローラ50の内側の外周面、第３の従動
ローラ46の外側の外周面、第３の中間ローラ52の内側の
外周面、第１の従動ローラ42の外側の外周面、そして、
第４の中間ローラ54の内側の外周面に、順次捲回され、
他端を上述した係止部58の下面に係止されるようにし
て、張設されている。

ここで、この第１の実施例においては、第３の中間ロ
ーラ52と第２の中間ローラ50とは、夫々第１及び第２の
駆動ローラとして機能するように、設定されている。詳
細には、第１の駆動ローラとしての第３の中間ローラ52
には、これと同軸に大径の従動プーリ60が固定されてお
り、この従動プーリ60の回転軸線と平行な回転軸線回り
に回転駆動される駆動軸を可逆転可能に有した第１の駆
動モータ62が、上述したスライドブロツク30の右側面下
部に一体的に形成された支持ステイ30a上に載置されて
いる。そして、この第１の駆動モータ62の駆動軸には、
駆動プーリ64が同軸に固定されており、この駆動プーリ
64と従動プーリ60とには、エンドレスベルト66が捲回さ
れている。このような構成により、第１の駆動モータ62
が起動することにより、第３の中間ローラ52は時計方
向、反時計方向の何れの方向に沿つても回転駆動される
ことになる。

一方、第２の駆動ローラとして機能する第２の中間ロ
ーラ50には、これと同軸に大径の従動プーリ68が固定さ
れており、この従動プーリ68の回転軸線と平行な回転軸
線回りに回転駆動される駆動軸を可逆転可能に有した第
２の駆動モータ72が、スライドブロツク30の右側面上部
に一体的に形成された支持ステイ30b上に載置されてい
る。そして、この第２の駆動モータ72の駆動軸には、駆
動プーリ74が同軸に固定されており、この駆動プーリ74
と従動プーリ68とには、エンドレスベルト76が捲回され
ている。このような構成により、第２の駆動モータ72が
起動することにより、第２の中間ローラ50は時計方向、
反時計方向の何れの方向に沿つても回転駆動されること
になる。

ここで、第１及び第２の駆動モータ62,72としては、
対応する駆動軸に、電源の供給停止に伴ないブレーキを
作用させるブレーキ機構を内蔵したタイプが採用されて
いる。尚、このブレーキ機構は、電源の投入に伴ない、
そのブレーキ作用を即座に解除するように構成されてい
る。このようなブレーキ機構を備えることにより、例え
ば、一日の作業を終了して電源を切る場合において、ス
ライドブロツク30が自重により下方に落下する事が確実
に防止されることになる。

特に、停電等により作業途中において不意に電源が切
られた場合に、このブレーキ機構がブレーキを作用させ
ないとなると、フインガ装置20に把持されていた物品
が、スライドブロツク30の下降に伴ない、例えば床等に
衝突して破損すると共に、フインガ装置20自身も破損す
ることになるが、この第１の実施例においては、電源の
供給停止に伴ない上述したブレーキ機構が作用して、各
駆動モータ62,72の駆動軸の回転を停止することになる
ので、このような物品の破損が確実に回避されることに
なる。

また、これら第１及び第２の駆動モータ62,72は、第
３図に示すように、対応するドライバ78,80を夫々介し
て、制御ユニツト82に接続されている。この制御ユニツ
ト82は、予め内蔵した制御プログラムに基づき、フイン
ガ装置20で把持された物品を、開始点から終了点まで移
動するように構成されている。ここで、この制御ユニツ
ト82には、この開始点や終了点、その他、必要な情報を
教示するための教示ユニツト84が接続されている。

また、この制御ユニツト82には、移動対象としての取
付板18の中心位置が、現在どの位置にあるのかを検出す
るために、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86と、Ｚ軸ホー
ムポジシヨンセンサ88と、Ｒ軸移動量センサ90と、Ｚ軸
移動量センサ92とが接続されている。

ここで、Ｒ軸ホームポジシヨンセンサ86とＺ軸ホーム
ポジシヨンセンサ88とは、第１図及び第２図に示すよう
に、左移動ブロツク38の上面右端部と上固定ブロツク26
の左側面下端部とに夫々取り付けられている。そして、
スライドブロツク30の上面左端部には、第２のガイドシ
ヤフト34a,34bが図中右方に最大に偏倚した場合に、換
言すれば、取付板18が最も引き込まれた場合に、Ｒ軸ホ
ームポジシヨンセンサ86に対向し、これをオンさせるＲ
軸センサドグ94が取り付けられている。また、スライド
ブロツク30の左側面上端部には、スライドブロツク30が
上方に最大に変位した場合に、Ｚ軸ホームポジシヨンセ
ンサ88に対向し、これをオンさせるＺ軸センサドグ96が
取り付けられている。

このようにＲ軸ホームポジシヨンセンサ86とＺ軸ホー
ムポジシヨンセンサ88とは取り付けられているので、こ
の第１の実施例においては、制御ユニツト82は、取付板
18が最もスライドブロツク30側に引き込まれ、且つ、最
も上方に変位した位置を、移動垂直面内における基準位
置としての原点として認識することになる。

一方、Ｒ軸移動量センサ90とＺ軸移動量センサ92と
は、各々、一対の発光素子と受光素子からなるフオトカ
プラから構成され、これらは、共に、スライドブロツク
30内において、対応するリニヤスケール98,100に夫々対
向する位置に配設されている。ここで、Ｒ軸リニヤスケ
ール98は、第２図に示すように、上方の第２のガイドシ
ヤフト34aの外周面上において、Ｒ軸に沿つて延出する
ように形成されている。また、Ｚ軸リニヤスケール100
は、左方の第１のガイドシヤフト24aの外周面上におい
て、Ｚ軸に沿つて延出するように形成されている。

このようにして、Ｒ軸移動量センサ90とＲ軸リニヤス
ケール98とにより、Ｒ軸リニヤエンコーダが構成され、
Ｚ軸移動量センサ92とＺ軸リニヤスケール100とによ
り、Ｚ軸リニヤエンコーダが構成されることになる。

このようにＲ軸リニヤエンコーダとＺ軸リニヤエンコ
ーダとが夫々構成されているので、取付板38のＲ軸方向
に沿う移動量及びＺ軸方向に沿う移動量は、夫々絶対値
として測定されることになり、極めて正確に検出される
ことになる。即ち、駆動源としての第１及び第２の駆動
モータ62,72の夫々の駆動軸の回転量をロータリエンコ
ーダを介して検出することにより、被移動部として取付
板38のＲ軸方向及びＺ軸方向に沿う移動量を演算により
求めることも出来るが、この場合には、演算処理におけ
る演算誤差が存在すると共に、例えば、タイミングベル
ト56の伸び等により、駆動軸の回転量がそのまま正確に
移動量に変換されない場合が生じ、その検出値の精度
は、この第１の実施例におけるリニヤエンコーダを利用
した場合と比較して低いものとなるものである。

次に、以上のように構成される移動装置16において、
制御ユニツト82における移動動作の制御手順について説
明する。

先ず、この制御ユニツト82は、取付板18をＺ軸に沿つ
て下降させる場合には、第１の駆動モータ62と第２の駆
動モータ72とを、共に時計方向に沿つて互いに同期した
状態で回転駆動する。

ここで、第３の中間ローラ52の時計方向の回動に伴な
い、第１の従動ローラ42と第３の中間ローラ52との間の
タイミングベルト56の部分は、第３の中間ローラ52と第
３の従動ローラ46との間に向けて送られ、第３の中間ロ
ーラ52と第３い従動ローラ46との間のタイミングベルト
56の部分は、第３の従動ローラ46と第２の中間ローラ50
との間に向けて送られる。また、第２の中かローラ50の
時計方向の回動に伴ない、第３の従動ローラ46と第２の
中間ローラ50との間のタイミングベルト56の部分は、第
２の従動ローラ44と第２の中間ローラ50との間に向けて
送られ、第２の従動ローラ44と第２の中間ローラ50との
間のタイミングベルト56の部分は、第２の従動ローラ44
と第１の中間ローラ48との間に向けて送られることにな
る。

また、タイミングベルト56の両端は、左移動ブロツク
38に固定されているので、左移動ブロツク38と第４の中
間ローラ54との間のタイミングベルト56の長さは変化し
ない。この結果、第１の従動ローラ42と第３及び第４の
中間ローラ52,54との間のタイミングベルト56の部分の
長さが短くなる。一方、左移動ブロツク38と第１の中間
ローラ48との間のタイミングベルト56の長さは変化せ
ず、第２の従動ローラ44と第１及び第２の中間ローラ4
8,50との間のタイミングベルト56の部分の長さが長くな
る。

尚、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動量は、互
いに同期しているので、同一に設定されているので、こ
れら送り量は同一となる。

このようにして、スライドブロツク30と左移動ブロツ
ク38との間のタイミングベルト56の部分の長さと、右移
動ブロツク36とスライドブロツク30との間のタイミング
ベルト56の部分の長さとは、同様に変化無く、基台22と
スライドブロツク30との間のタイミングベルト56の部分
の長さはに短くなり、また、上固定ブロツク26とスライ
トブロツク30との間のタイミングベルト56の部分の長さ
は同様に長くなり、この結果、第4A図に示すように、ス
ライドブロツク30は、垂直下方に移動、即ち、取付板18
はＺ軸に沿い下降することになる。

一方、取付板18をＺ軸に沿い上昇させる場合には、制
御ユニツト82は、第１及び第２の駆動モータ62,72を、
共に、反時計方向に沿つて、互いに同期した状態で回転
駆動する。この結果、上述した時計方向に回転駆動する
場合とは全く逆転した状態で、基台22とスライドブロツ
ク30との間のタイミングベルト56の部分の長さは同様に
長くなり、また、上固定ブロツク26とスライドブロツク
30との間のタイミングベルト56の部分の長さは短くな
り、この結果、スライドブロツク30は、第4B図に示すよ
うに、垂直上方に移動、即ち、取付板18はＺ軸に沿い上
昇することになる。

又、取付板18をＲ軸に沿い左方に突出させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を反時計方
向に、また、第２の駆動モータ72を時計方向に、互いに
同期した状態で回転駆動する。

ここで、第１の駆動モータ62の反時計方向の回転に伴
なう第３の中間ローラ54の反時計方向の回動により、第
３の従動ローラ46と第３の中間ローラ52との間のタイミ
ングベルト56の部分は、第３の中間ローラ52と第１の従
動ローラ42との間に向けて送られ、第３の中間ローラ52
と第１の従動ローラ42との間のタイミングベルト56との
部分は、第１の従動ローラ42と第４の中間ローラ54との
間に向けて送られ、第１の従動ローラ42と第４の中間ロ
ーラ54との間のタイミングベルト56の部分は、第４の中
間ローラ54と左移動ブロツク38との間に向けて送られる
ことになる。このようにして、第４の中間ローラ54と左
移動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の長
さが長くなる。

一方、第２の駆動モータ72の時計方向の回転に伴なう
第２の中間ローラ50の時計方向の回動により、第３の従
動ローラ46と第２の中間ローラ50との間のタイミングベ
ルト56の部分は、第２の中間ローラ50と第２の従動ロー
ラ44との間に向けて送られ、第２の中間ローラと第２の
従動ローラ44との間のタイミングベルト56の部分は、第
２の従動ローラ44と第１の中間ローラ48との間に向けて
送られ、第２の駆動ローラ44と第１の中間ローラ48との
間のタイミングベルト56の部分は、第１の中間ローラ48
と左移動ブロツク38との間に向けて送られることにな
る。このようにして、第１の中間ローラ48と左移動ブロ
ツク38との間のタイミングベルト56の部分の長さが長く
なる。

尚、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動量は、互
いに同期しているので、同一に設定されているので、こ
れら送り量は同一となる。

このようにして、基台22とスライドブロツク30との間
のタイミングベルト56の部分の長さと、上固定ブロツク
26とスライドブロツク30との間のタイミングベルト56の
部分の長さとは同様に変化無く、スライドブロツク30と
左移動ブロツク38との間のタイミングベルト56の部分の
長さは長くなり、また、右移動ブロツク36とスライドブ
ロツク30との間のタイミングベルト56の部分の長さは短
くなり、この結果、第２のガイドシヤフト34a,34bは、
第4C図に示すように、スライドブロツク30から左方に突
出、即ち、取付板18はＲ軸に沿い左方に移動することに
なる。

一方、取付板18をＲ軸に沿い右方に引き込ませる場合
には、制御ユニツト82は、第１駆動モータ62を時計方向
に、また、第２の駆動モータ62を反時計方向に沿つて、
互いに同期した状態で回転駆動する。この結果、上述し
た左方に突出させる場合とは全く逆転した状態で、スラ
イドブロツク30と左移動ブロツク38との間のタイミング
ベルト56の部分の長さは短くなり、また、右移動ブロツ
ク36とスライドブロツク30との間のタイミングベルト56
の部分の長さは長くなり、この結果、第２のガイドシヤ
フト34a,34bは、第4D図に示すように、スライドブロツ
ク30に対して右方に引き込まれる、即ち、取付板18はＲ
軸に沿い右方に移動することになる。

ここで、取付板18を右下方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を停止した
状態で、第１の駆動モータ62のみを、時計方向に回転駆
動する。この結果、スライドブロツク30は下降されつ
つ、第２のガイドシヤフト34a,34bは右方に引き込まれ
ることになる。このようにして、取付板18は、右下方に
俯角として約26.5度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を左上方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を停止した
状態で、第１の駆動モータ62のみを、反時計方向に回転
駆動する。この結果、スライドブロツク30は上昇されつ
つ、第２のガイドシヤフト34a,34bは左方に突出される
ことになる。このようにして、取付板18は、左上方に俯
角として約26.5度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を左下方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を停止した
状態で、第２の駆動モータ72のみを、時計方向に回転駆
動する。この結果、スライドブロツク30は下降されつ
つ、第２のガイドシヤフト34a,34bは左方に突出される
ことになる。このようにして、取付板18は、左下方に俯
角として約26.5度の傾斜角度で移動することになる。

また、取付板18を右上方に斜めに移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第１の駆動モータ62を停止した
状態で、第２の駆動モータ72のみを、反時計方向に回転
駆動する。この結果、スライドブロツク30は上昇されつ
つ、第２のガイドシヤフト34a,34bは右方に引き込まれ
ることになる。このようにして、取付板18は、右上方に
俯角として約26.5度の傾斜角度で移動することになる。

尚、取付板18を右下方に任意の傾斜角度（例えば、水
平線に対し45度よりも小さい角度）で移動させる場合に
は、制御ユニツト82は、第２の駆動モータ72を反時計方
向に回転駆動しつつ、第１の駆動モータ62を、時計方向
に回転駆動することになるが、第２の駆動モータ72の駆
動量を第１の駆動モータ62の駆動量よりも小さく設定し
ている。この結果、スライドブロツク30は、第１及び第
２の駆動モータ62,72の駆動量の比に基づき規定される
傾斜角度で、右下方に移動することになる。

同様にして、取付板18を所定の方向に任意の傾斜角度
で移動させる場合には、制御ユニツト82は、第１及び第
２の駆動モータ62,72の回転方向、及び、回転量を適宜
設定することにより、上述した移動動作を達成すること
になる。

以上のような制御ユニツト82における第１及び第２の
駆動モータ62,72の駆動制御態様と、この駆動制御に基
づく取付板18の移動動作とをまとめると、以下の表に示
す如くになる。

尚、夫々の移動方向における移動量は、モータにおけ
る送り出し量をｌとした場合に、次のようになる。即
ち、 下降方向（↓）;l/2 上昇方向（↓）;l/2 左方向 （←）;l 右方向 （→）;l 即ち、以上のように構成される移動装置16において
は、従来、Ｒ軸及びＺ軸方向に夫々移動駆動するための
駆動モータが、Ｒ軸及びＺ軸に対して、夫々専用に設け
られていたことと比較して、この第１の実施例において
は、Ｒ軸及びＺ軸に対して共通な状態で、第１及び第２
の駆動モータ62,72が配設されることになる。そして、
この第１の実施例においては、両駆動モータ62,72の回
転方向及び回転量を、適宜選択することにより、上記し
た表に示すように、被移動部材としての取付板18は、任
意な位置に任意な経路で移動されることになる。

特に、この第１の実施例においては、従来のように、
高価なボールねじ軸を用いることなく、タイミングベル
トを介して、第１及び第２の駆動モータ62,72の駆動力
を伝達するように構成されているため、全体としての費
用の低廉化が図られることになる。

この発明は、上述した第１の実施例の構成に限定され
ることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形可能であることは言うまでもない。

例えば、上述した第１の実施例においては、被移動部
としての取付板18を垂直面内で移動するように説明した
が、この発明は、このような構成に限定されることな
く、水平面内で移動するように構成することも可能であ
る。この場合において、第１のガイドシャフト24a,24b
は、Ｘ軸にそっって延出するように配設し、第２のガイ
ドシヤフト34a,34bは、Ｙ軸に沿つて延出するように配
設することとなる。

このように、取付板18を水平面内において移動する場
合においても、この発明は、垂直面内で移動させる第１
の実施例の場合と全く同様に作動することになる。尚、
このように水平面内で移動させる場合においては、電源
の供給停止に伴ない、スライドブロツク30が自重により
落下する可能性が無くなるので、上述したようなブレー
キ機構は不要となる。

また、上述した第１の実施例においては、第１及び第
２の駆動モータ62、72への電源の供給停止に伴ない、ス
ライドブロツク30が自重により下方に移動、即ち、落下
することを防止するため、これら第１及び第２の駆動モ
ータ62,72は、対応する駆動軸の回転を停止させるブレ
ーキ機構を内蔵するように説明したが、この発明は、こ
のような構成に限定されることなく、例えば、第１及び
第２の駆動モータ62,72の駆動軸に接続された第１及び
第２の駆動ローラ42,44にブレーキ機構を備えるように
構成しても良いし、従動ローラ46を軸支する軸部分46a
にブレーキ機構を取り付けるように構成しても良い。

また、上述した第１の実施例においては、１本のタイ
ミングベルト56を、第１の中間ローラ48、第２の従動ロ
ーラ44、第１の駆動ローラとしての第２の中間ローラ5
0、第３の従動ローラ46、第１の中間ローラとしての第
３の中間ローラ52、第１の従動ローラ42、そして、第４
の中間ローラ52の順序で、下り返し部分が無い状態で十
文字に掛け渡されるように説明したが、この発明は、こ
のような構成に限定されることなく、折り返す部分を備
えた十文字状の構成にも適用することが出来ることは言
うまでもない。

以下に、タイミングベルト56を、折り返し部分を備え
た十文字状に掛け渡すようにした第２の実施例の構成
を、第５図を参照して説明する。

尚、以下の実施例においては、上述した第１の実施例
と同様な部分には、同様な符号を付して、その説明を省
略する。

即ち、この第２の実施例においては、スライドブロツ
ク30の上部中央には、第１及び第２の中間ローラ48,50
の丁度中間に位置した状態で、第１の駆動ローラ102が
回動自在に軸支されている。また、スライドブロツク30
の下部中央部には、第３及び第４の中間ローラ52,54の
丁度中間に位置した状態で、第２の駆動ローラ104が回
動自在に軸支されている。そして、この第２の実施例に
おいては、第１の実施例で説明した第１の従動プーリ60
は、第１の駆動ローラ102に同軸に固着され、第２の従
動プーリ68は、第２の駆動ローラ104に同軸に固着され
ている。

尚、これら第１及び第２の駆動ローラ102,104は、第
１乃至第４の中間ローラ48,50,52,54と同様に、外周面
に歯が形成された歯付きプーリから、夫々構成されてい
る。

一方、下固定ブロツクとしての基台22上には、左右に
離間して並設された状態で一対の第１の従動ローラ42a,
42bが、対応する取付ステイ40a,40bに回動自在に軸支さ
れている。ここで、図中左方の第１の従動ローラ42a
は、丁度、第１の駆動ローラ102と第４の中間ローラ54
との間の直下方に位置するように、また、図中右方の第
１の従動ローラ42bは、丁度、第１の駆動ローラ102と第
３の中間ローラ52との間の直下方に位置するように、夫
々設定されている。

また、上固定ブロツク26には、左右に離間して並設さ
れた状態で一対の第２の従動ローラ44a,44bが、回動自
在に軸支されている。

ここで、図中左方の第２の従動ローラ44aは、丁度、
第２の駆動ローラ104と第１の中間ローラ48との間の直
上方に位置するように、また、図中右方の第２の従動ロ
ーラ44bは、丁度、第２の駆動ローラ104と第２の中間ロ
ーラ50との間上方に位置するように、夫々設定されてい
る。

そして、この第２の実施例においては、タイミングベ
ルト56は、一端が係止部58の上面に固定された状態で、
第１の中間ローラ48の内方の外周面、左方の第２の従動
ローラ44aの外方の外周面、第２の駆動ローラ104の内方
外周面、右方の第２の従動ローラ44bの外方の外周面、
第２の中間ローラ50の内方の外周面、第３の従動ローラ
46の外方の外周面、第３の中間ローラ52の内方の外周
面、右方の第１の従動ローラ42bの外方の外周面、第１
の駆動ローラ102の内方の外周面、左方の第１の従動ロ
ーラ42aの外方の外周面、そして、第４の中間ローラ54
の内方の外周面に、順次掛け渡された状態で、これの他
端は、係止部58の下面に固着されている。

即ち、このタイミングベルト56は、上下において、夫
々内方に折り返された状態で、略十文字状に捲回される
ことになる。

以上のようにこの第２の実施例は構成されているの
で、上述した第１の実施例と全く同様に作動することが
出来ることになる。特に、この第２の実施例において
は、駆動ローラ102,104に対するタイミングベルト56の
巻き付け角度が、第１の実施例の場合と比較して約２倍
の量となるため、駆動力の伝達効率が向上する効果が更
に得られることになる。

また、この第２の実施例においては、第５図から明ら
かなように、タイミングベルト56の第１及び第２の駆動
ローラ102,104への巻き付け角は、180度となることにな
るが、この値は、第１の実施例における第１及び第２の
駆動ローラとしての第３及び第２の中間ローラ52,50へ
のタイミングベルト56の巻き付け角が90度であることに
比較して、２倍の値となり、第１及び第２の駆動ローラ
102,104からの回転力が、より確実に、タイミングベル
ト56に伝達される効果が達成されることになる。

上述した第２の実施例においては、伝達トルクが増大
される方向は、Ｚ軸方向にのみ限定されることになる
が、この発明は、このような構成に限定されることな
く、例えば、第６図に第３の実施例として示すように、
Ｒ軸方向に関しても、速度は遅くなるものの、その伝達
トルクが増大されるように構成しても良い。

以下に、第６図を参照して、この第３の実施例の構成
を説明する。尚、以下の説明において、上述した第２の
実施例と同一部分には、同一符号を付して、その説明を
省略する。

この第３の実施例においては、第６図に示すように、
スライドブロツク30の右側中央には、第２及び第３の中
間ローラ50,52の丁度中間に位置した状態で、第５の中
間ローラ106が回動自在に軸支されている。また、スラ
イドブロツク30の左側中央部には、第１及び第４の中間
ローラ48,54の丁度中間に位置した状態で、係止部58が
一体的に形成されている。そして、この第３の実施例に
おいては、第２の実施例で説明したように、第１及び第
２の駆動ローラ102,104が独立した状態で配設されてい
る。

尚、第５の中間ローラ106は、第１乃至第４の中間ロ
ーラ48,50,52,54と同様に、外周面に歯が形成された歯
付きプーリから、夫々構成されている。

一方、右移動ブロツク36には、上下に離間して並設さ
れた状態で一対の第３の従動ローラ46a,46bが、回動自
在に軸支されている。ここで、図中上方の第３の従動ロ
ーラ46aは、丁度、第２の中間ローラ50と第５の中間ロ
ーラ106との間の直右方に位置するように、また、図中
下方の第３の従動ローラ46bは、丁度、第５の中間ロー
ラ106と第３の中間ローラ52との間の直右方に位置する
ように、夫々設定されている。

また、左移動ブロツク38には、上下に離間して並設さ
れた状態で一対の第４の従動ローラ108a,108bが、回動
自在に軸支されている。ここで、図中上方の第４の従動
ローラ108aは、丁度、第１の中間ローラ48と係止部58と
の間の直左方に位置するように、また、図中下方の第４
の従動ローラ108bは、丁度、係止部58と第４の中間ロー
ラ54との間の直左方に位置するように、夫々設定されて
いる。

そして、この第３の実施例においては、タイミングベ
ルト56は、一端が係止部58の上面に固定された状態で、
上方の第４の従動ローラ108aの外方の外周面、第１の中
間ローラ48の内方の外周面、左方の第２の従動ローラ44
aの外方の外周面、第２の駆動ローラ104の内方の外周
面、右方の第２の従動ローラ44bの外方の外周面、第２
の中間ローラ50の内方の外周面、上方の第３の従動ロー
ラ46aの外方の外周面、第５の中間ローラ106の内方の外
周面、下方の第３の従動ローラ46bの外方の外周面、第
３の中間ローラ52の内方の外周面、右方の第１の従動ロ
ーラ42bの外方の外周面、第１の駆動ローラ102の内方の
外周面、左方の第１の従動ローラ42aの外方の外周面、
第４の中間ローラ54の内方の外周面、そして、下方の第
４の従動ローラ108bの外方の外周面に、順次掛け渡され
た状態で、これの他端は、係止部58の下面に固着されて
いる。

即ち、このタイミングベルト56は、上下及び左右にお
いて、夫々内方に折り返された状態で、略十文字状に捲
回されることになる。

以上のようにこの第３の実施例は構成されているの
で、スライドブロツク30をＺ軸方向に沿つて移動（上下
動）させる場合には、第１及び第２の駆動ローラ102,10
4が、所謂滑車の機能を果たし、また、第２のガイドシ
ヤフト34a,34bをＲ軸方向に沿つて移動（左右動）させ
る場合には、第５の中間ローラ106が所謂滑車の機能を
果たすことになる。この結果、第１の実施例の場合にお
ける第１及び第２の駆動ローラ（即ち、第３及び第２の
中間ローラ52,50）の最大の回転速度に対するスライド
ブロツク30のＺ軸方向に沿う移動速度をV_Z、伝達トルク
をT_Zと、また、Ｒ軸方向に沿う移動速度をV_R、伝達トル
クをT_Rと夫々規定すると、この第３の実施例において
は、第１及び第２の駆動ローラ102,104の最大の回転速
度（第１の実施例と同一値）に対するスライドブロツク
30のＺ軸方向に沿う移動速度は、第１の実施例の場合の
半分（＝V_Z/2）となるものの、その伝達トルクは２倍
（＝２・T_Z）となると共に、Ｒ軸方向に沿う移動速度
も、第１の実施例の場合の半分（＝V_R/2）となるもの
の、その伝達トルクは２倍（＝２・T_R）となるものであ
る。

このようにして、この第３の実施例においては、Ｚ軸
及びＲ軸の２軸に関して、高い伝達トルクが得られ、重
量のある物品を移動させる場合に好適するものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わる直交２軸移動
装置は、一方向に沿つて延出し、固定された位置び取り
付けられた第１のガイド部材と、この第１のガイド部材
に摺動自在に支持され、一方向に沿つて移動可能なスラ
イドブロツクと、前記一方向と直交する他方向に沿つて
延出し、このスライドブロツクに他方向に沿つて移動可
能に支持された第２のガイド部材と、前記第１のガイド
部材の両端に回動自在に支持された第１及び第２の従動
ローラと、前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支
持された第３の従動ローラと、前記スライドブロツクの
４隅に回動自在に支持された中間ローラと、前記第２の
ガイド部材の他端に両端を固定され、前記第１乃至第３
の従動ローラと、４本の中間ローラとに十文字状に掛け
渡された連続ベルトと、前記スライドブロツクに取り付
けられ、前記４本の中間ローラの中で、第２のガイド部
材の一端部側に位置する２本の中間ローラを夫々駆動す
るための第１及び第２の駆動モータとを具備する事を特
徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置において
は、前記４本の中間ローラは、歯付きプーリから各々構
成され、前記連結ベルトは、外側面に歯が形成されたタ
イミングベルトから構成され、前記第１乃至第３の従動
ローラは、前記タイミングベルトの平坦な内側面をガイ
ドするアイドルローラから各々構成される事を特徴とし
ている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、一方向
に沿つて延出し、固定された位置に取り付けられた第１
のガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支
持され、一方向に沿つて移動可能なスライドブロツク
と、前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、この
スライドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持され
た第２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に
回動自在に支持され、互いに並設された一対の第１の従
動ローラと、前記第１のガイド部材の他端に回動自在に
支持され、互いに並設された一対の第２の従動ローラ
と、前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持され
た第３の従動ローラと、前記スライドブロツクの４隅に
回動自在に支持された中間ローラと、前記スライドブロ
ツクに取り付けられ、前記他方に沿い隣接する各対の中
間ローラ間に回転自在に支持された第１及び第２の駆動
ローラと、前記第２のガイド部材の他端に両端を固定さ
れ、前記第１乃至第３のローラと、４本の中間ローラと
に略十文字状に掛け渡され、前記一方向に沿う中途部を
第１及び第２の駆動ローラで折り返された連結ベルト
と、前記スライドブロツクに取り付けられ、前記第１及
び第２の駆動ローラを回転駆動するための第１及び第２
の駆動モータとを具備する事を特徴としている。

また、この発明に係わる直交２軸移動装置は、一方向
に沿つて延出し、固定された位置に取り付けられた第１
のガイド部材と、この第１のガイド部材に摺動自在に支
持され、一方向に沿つて移動可能なスライドブロツク
と、前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、この
スライドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持され
た第２のガイド部材と、前記第１のガイド部材の一端に
回動自在に支持され、互いに並設された一対の第１の従
動ローラと、前記第１のガイド部材の他端に回動自在に
支持され、互いに並設された一対の第２の従動ローラ
と、前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持さ
れ、互いに隣接された一対の第３の従動ローラと、前記
第２のガイド部材の他端に回動自在に支持され、互いに
隣接された一対の第４の従動ローラと、前記スライドブ
ロツクの４隅、及び、これら４隅の中で互いに隣接する
隅間に回動自在に支持された８本の中間ローラと、前記
スライドブロツクの他端部側に両端を固定され、前記第
１乃至第４の従動ローラと、８本の中間ローラとに略十
文字状に掛け渡され、外方に突出する４つの中途部を夫
々折り返された連結ベルトと、前記スライドブロツクに
取り付けられ、前記一方向に沿い離間する３対の中間ロ
ーラの中で、真ん中に位置する一対の中間ローラを回転
駆動するための第１及び第２の駆動モータとを具備する
事を特徴としている。

従つて、この発明によれば、低コストで、強い力で重
い物品を搬送することの出来る直交２軸移動装置が提供
されることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる直交２軸移動装置の第１の実
施例が設けられた組立ロボツトの構成を概略的に示す正
面図； 第２図は第１図に示す直交２軸移動装置の構成を取り出
して示す斜視図； 第３図は直交２軸移動装置における制御系の構成を示す
ブロツク図 第4A図乃至第4D図は、第１及び第２の駆動モータの異な
る駆動状態により、取付板の４つの移動状態を夫々概略
的に示す正面図； 第５図はこの発明に係わる移動装置の第２の実施例の構
成を示す斜視図； 第６図はこの発明に係わる直交２軸移動装置の第３の実
施例の構成を示す正面図；そして、 第７図は従来における直交２軸移動装置の構成を概略的
に示す正面図である。 図中、10……組立ロボツト、12……主モータ、14……減
速機構、14a……駆動軸、16……直交２軸移動装置、18
……フインガ取付板、20……フインガ装置、22……基
台、24a;24b……第１のガイドシヤフト、26……上固定
ブロツク、28a;28b……第１のスライドブツシユ、30…
…スライドブロツク、32a;32b……第２のスライドブツ
シユ、34a;34b……第２のガイドシヤフト、36……右移
動ブロツク、36a……透孔、38……左移動ブロツク、40
（40a;40b）……取付ステイ、42（42a;42b）……第１の
従動ローラ、44（44a;44b）……第２の従動ローラ、46
（46a;46b）……第３の従動ローラ、48;50;52;54……中
間ローラ、56……連結ベルト、58……係止部、60……従
動プーリ、62……第１の駆動モータ、64……駆動プー
リ、66……エンドレスベルト、68……従動プーリ、70…
…取付ステイ、72……第２の駆動モータ、74……駆動プ
ーリ、76……エンドレスベルト、78;80……ドライバ、8
2……制御ユニツト、84……教示ユニツト、86……Ｒ軸
ホームポジシヨンセンサ、88……Ｚ軸ホームポジシヨン
センサ、90……Ｒ軸移動量センサ、92……Ｚ軸移動量セ
ンサ、94……Ｒ軸センサドグ、96……Ｚ軸センサドグ、
98……Ｒ軸リニヤスケール、100……Ｚ軸リニヤスケー
ル、102……第１の駆動ローラ、104……第２の駆動ロー
ラ、106……第５の中間ローラ、108a;108b……第４の従
動ローラである。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方向に沿つて延出し、固定された位置に
   取り付けられた第１のガイド部材と、 この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
   沿つて移動可能なスライドブロツクと、 前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
   イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
   ２のガイド部材と、 前記第１のガイド部材の両端に回動自在に支持された第
   １及び第２の従動ローラと、 前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持された第
   ３の従動ローラと、 前記スライドブロツクの４隅に回動自在に支持された中
   間ローラと、 前記第２のガイド部材の他端に両端を固定され、前記第
   １乃至第３の従動ローラと、４本の中間ローラとに十文
   字状に掛け渡された連結ベルトと、 前記スライドブロツクに取り付けられ、前記４本の中間
   ローラの中で、第２のガイド部材の一端部側に位置する
   ２本の中間ローラを夫々駆動するための第１及び第２の
   駆動モータとを具備する事を特徴とする直交２軸移動装
   置。
2. 【請求項２】前記４本の中間ローラは、歯付きプーリか
   ら各々構成され、 前記連結ベルトは、外側面に歯が形成されたタイミング
   ベルトから構成され、 前記第１乃至第３の従動ローラは、前記タイミングベル
   トの平坦な内側面をガイドするアイドルローラから各々
   構成される事を特徴とする請求項第１項に記載の直交２
   軸移動装置。
3. 【請求項３】一方向に沿つて延出し、固定された位置に
   取り付けられた第１のガイド部材と、 この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
   沿つて移動可能なスライドブロツクと、 前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
   イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
   ２のガイド部材と、 前記第１のガイド部材の一端に回動自在に支持され、互
   いに並設された一対の第１の従動ローラと、 前記第１のガイド部材の他端に回動自在に支持され、互
   いに並設された一対の第２の従動ローラと、 前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持された第
   ３の従動ローラと、 前記スライドブロツクの４隅に回動自在に支持された中
   間ローラと、 前記スライドブロツクに取り付けられ、前記他方向に沿
   い隣接する各対の中間ローラ間に回転自在に支持された
   第１及び第２の駆動ローラと、 前記第２のガイド部材の他端に両端を固定され、前記第
   １乃至第３のローラと、４本の中間ローラとに略十文字
   状に掛け渡され、前記一方向に沿う中途部を第１及び第
   ２の駆動ローラで折り返された連結ベルトと、 前記スライドブロツクに取り付けられ、前記第１及び第
   ２の駆動ローラを回転駆動するための第１及び第２の駆
   動モータとを具備する事を特徴とする直交２軸移動装
   置。
4. 【請求項４】一方向に沿つて延出し、固定された位置に
   取り付けられた第１のガイド部材と、 この第１のガイド部材に摺動自在に支持され、一方向に
   沿つて移動可能なスライドブロツクと、 前記一方向と直交する他方向に沿つて延出し、このスラ
   イドブロツクに他方向に沿つて移動可能に支持された第
   ２のガイド部材と、 前記第１のガイド部材の一端に回動自在に支持され、互
   いに並設された一対の第１の従動ローラと、 前記第１のガイド部材の他端に回動自在に支持され、互
   いに並設された一対の第２の従動ローラと、 前記第２のガイド部材の一端に回動自在に支持され、互
   いに隣接された一対の第３の従動ローラと、 前記第２のガイド部材の他端に回動自在に支持され、互
   いに隣接された一対の第４の従動ローラと、 前記スライドブロツクの４隅、及び、これら４隅の中で
   互いに隣接する隅間に回動自在に支持された８本の中間
   ローラと、 前記スライドブロツクの他端部側に両端を固定され、前
   記第１乃至第４の従動ローラと、８本の中間ローラとに
   略十文字状に掛け渡され、外方に突出する４つの中途部
   を夫々折り返された連結ベルトと、 前記スライドブロツクに取り付けられ、前記一方向に沿
   い離間する３対の中間ローラの中で、真ん中に位置する
   一対の中間ローラを回転駆動するための第１及び第２の
   駆動モータとを具備する事を特徴とする直交２軸移動装
   置。